Effects of different protein to carbohydrate ratio in pellets for rearing European cuttlefish (Sepia officinalis, Linnaeus 1758) juveniles

Being highly sought-after fishery resources, cephalopods potential for aquaculture has been a research topic for several decades. The diversity within the class means that each species has its own unique requirements under a culture environment, this poses a great obstacle to overcome. One of these bottlenecks is achieving a nutritional balance in artificial diets which promotes growth, welfare and directly influences the economic viability of cephalopod culture. In this study, which is part of the Sepiacul project, three different artificial diets were tested, each containing different protein to carbohydrate ratios (55:10, 51:15 and 47:20). These diets were tested on Sepia officinalis, against a control group, which was fed frozen grass shrimp (Palaemonetes varians). Cuttlefish used were reared in an open-water system, in the Ramalhete (Ria Formosa, South of Portugal – 37º00′22.39″N; 7º58′02.69″W) pilot station. Pelleted diets did not promote growth and even caused weight loss, resulting in negative absolute and specific growth rates and feeding efficiency. Artificial diets were accepted on day 1 in all treatments, however, cannibalism started occurring by the end of the trials second week, forcing trial shut down. Histology analysis was performed by removing the digestive gland and processing it. Afterwards four different parameters were studied to determine differences between treatments in the digestive gland: existence of structural damage; cell organization; presence of select structures; existence of carbohydrate/glycogen clusters. No difference was found between artificial diet treatments and control (p > 0.05). However, digestive gland index was found to have a significant difference between pelleted treatments and control (p < 0.05), with control digestive glands weighing far more than the pelleted diet counterparts. One of the factors that is believed caused artificial diets not to promote growth is related to raw material processing, more specifically the protein portion.Cefalópodes são, tanto na Europa como no resto do Mundo, recursos pesqueiros importantes que nos últimos anos têm visto um decréscimo na apanha anual e um aumento da pesca ilegal (apanha de animais abaixo do tamanho legal), estas tendências tornam a hipótese de introduzir esta classe de animais à produção em aquacultura algo cada vez mais necessário. Nas últimas décadas, a aquacultura tem vindo a mostrar ser uma alternativa à pesca. Só em 2016 produziram-se 80 milhões de toneladas de peixe, crustáceos e moluscos em aquacultura enquanto a captura gerou 93 milhões de toneladas. A produção de choco em aquacultura é tópico de estudo há várias décadas, devido não só ao mercado que existe em torno destes animais, como também ao estilo de vida “live fast, die young” dos mesmos. Apesar de já ter sido fechado o ciclo de vida em cativeiro, existem ainda vários obstáculos que interferem com o avanço para uma escala maior. Entre estes obstáculos ou “bottlenecks” temos o que mereceu a atenção do presente estudo (pertencente ao projeto Sepiacul), a formulação de uma dieta artificial atendendo às necessidades alimentares específicas do choco S. officinalis. Idealmente, terá de sustentar e promover o crescimento do animal sem repercussões negativas (canibalismo, comprometer a saúde do animal). Assegurando também uma alternativa mais económica face ao que é usado neste momento para alimentar os chocos, a camarinha Palaemonetes varians. O objetivo deste estudo é criar uma dieta artificial capaz de sustentar juvenis de choco, promovendo o seu crescimento e bem-estar. Os animais, durante a experiência, permaneceram em tanques ligados a um circuito de água do mar da estação piloto do Ramalhete, pertencente à Universidade do Algarve. Estes tanques de fibra de vidro com uma capacidade de 250 L encontravam-se no exterior da estação, a administração de oxigénio foi feita através de uma pedra difusora e dois “airlifts”, estruturas cujo objetivo é difundir oxigénio pelo tanque. A quantidade de água administrada, através de uma fonte de fluxo regulável, foi 48 l/h. A abertura dos tanques foi coberta com redes verde-escuro circulares de modo a proteger os animais neles contidos da luz solar. A dieta artificial foi concebida no CCMAR por António V. Sykes e produzida pela SPAROS Lda., Olhão, Portugal. Estudou-se o efeito de três (3) razões diferentes para a dieta artificial (55:10, 51:15 e 47:20, proteína e hidratos de carbono respetivamente), com um controlo (alimentado a P. varians). Cada um dos tratamentos foi triplicado, resultando num total de 12 tanques, cada um com 15 chocos (180 chocos no total). De forma a avaliar a dieta artificial estudou-se o crescimento, recorrendo a taxas de crescimento absoluto e específico, taxas de conversão de alimento e eficiência do mesmo. De modo a verificar o crescimento diário teórico usou-se também o índice de biomassa (%). Foi feita também a análise comportamental do animal, verificou-se as interações do animal com a dieta artificial e relativas ao bem-estar do animal, tais como a interação entre indivíduos. De forma a verificar a deposição de nutrientes (especificamente hidratos de carbono) na glândula digestiva, recorreu-se à análise histológica que também compreendeu uma análise estrutural. Por último, testou-se também a estabilidade e o índice de desagregação da dieta artificial na água, de forma a verificar se esta permanecia tempo suficiente na coluna de água e a percentagem de pellet que se perdia ao longo do tempo. A recolha de dados foi feita com amostragens semanais nas quais o peso de todos os animais em experiência eram determinados, e mais tarde usados de modo a calcular os índices e taxas acima referidos. No caso da análise comportamental, os dados foram recolhidos através de câmaras (uma por tanque, e por tratamento) que eram colocadas 10 minutos antes do alimento ser dado. Relativamente à histologia, de modo a realizar uma análise comparativa foram estabelecidos quatro parâmetros, análise do índice da glândula digestiva, integridade celular e estrutural, organização extracelular, presença de diferentes tipos de células selecionadas, presença de aglomerados de hidratos de carbono e glicogénio. A dieta foi aceite no primeiro dia de experiência, um resultado inédito que se traduz num passo na direção certa para criar uma dieta artificial de sucesso. Também se verificou um ligeiro aumento da quantidade de alimento consumida pelos chocos nas dietas artificiais, tanto como no controlo, ao longo do tempo. A experiência foi abortada, e como previsto, foi realizada uma amostragem final para fins histológicos, no final da segunda semana, na qual 3 chocos de cada tanque foram selecionados aleatoriamente. Estes foram mortos através de overdose de anestesia (100g /L of MgCl26H20) e foi retirada a glândula digestiva dos mesmos, totalizando em 27 amostras. Análise do índice da glândula digestiva mostrou ser significativamente diferente (p < 0.05) entre os tratamentos alimentados a ração e o controlo. Isto é devido à diferença que houve no crescimento entre os tratamentos, em que o controlo teve um peso médio final superior com 48.23 ± 10.08 g (incremento de 87% da biomassa nos tanques de controlo), comparando com os tanques alimentados com dieta artificial 55:10 com 23.04 ± 5.03 g (decréscimo de biomassa de 11%), 51:15 com 25.78 ± 5.39 g (decréscimo de 4%), 47:20 com 22.89 ± 5.16 g (decréscimo de 12%). A causa do canibalismo e da falta de crescimento provém, provavelmente, do perfil nutritivo da dieta artificial não ser adequado às necessidades do animal, não devido à formulação da dieta, mas sim ao processamento das matérias-primas usadas, especificamente a porção proteica. De forma a não promover a desnaturação e alteração da estrutura da proteína o processamento ideal é feito a menos de 60 ºC ou por liofilização a -50 ºC, ambos estes processos desidratam a proteína sem provocar danos estruturais, mantendo a capacidade nutritiva da mesma